石油化工管道設計要點解析

董陽陽

洛陽石化工程設計有限公司

石油化工管道設計要點解析

董陽陽

洛陽石化工程設計有限公司

石油屬于易燃易爆物品，所以在對石油化工裝置工藝管道進行設計的時候一定要密切注意這一點。所以在對石油化工裝置工藝管道設計的時候一定要考慮石油管道的安全與合理。石油企業為了使石油工藝管道能夠最大情況下利用空間，所以常常將石油工藝管道擺放的比較密集，所以這就對工藝管道的合理排布提出來嚴格的要求，稍有不慎就有可能導致石油裝置工藝管道停止運行，使企業產生不必要的損失?；诖?，本文將著重分析探討石油化工管道設計要點，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

石油化工；管道；設計

1 、石油化工管道設計要求

1.1 工藝流線安全

對石油化工裝置工藝管道進行設計時，在確保其功能完善的前提下，還需要兼顧成本原則，以滿足生產運行需求，具有較高的適用性與實用性。同時，因為石油化工生產的特殊性，設計時還應提高對安全性的重視，盡量選擇危險性小的物質材料，結合實際生產需求，保證原材料選擇的合理性，降低外界各項因素的影響，提高整個管道系統設計有效性。

1.2 工藝過程安全

為保證工藝過程安全性，在選擇原材料時，應對材料物理特性進行分析，根據生產工藝運行特點，對管道采取一系列安全防護措施，保證所選原材料的合理性與適用性。同時還應在管道系統中設置報警裝置，尤其是對于經常發生故障的管段，提高其容錯性，可以在故障發生時及時向管理人員報警，并采取措施處理，將故障范圍控制在允許范圍內，減少安全事故的發生。

1.3 工藝組織優化

因為石油化工裝置工藝管道系統復雜度高，涉及到的內容眾多，如果施工組織協調不到位，各部門間無法正常溝通，會降低設計過程中各部分人員間的配合有效性和及時性，很容易出現失誤，而降低最終設計效果。因此，需要加強工藝管道設計組織優化，吸取成功經驗，制定科學合理的組織設計方案，來提高系統設計效率。同時也可以應用計算機模擬技術，通過三維模擬來進行工藝管道設計，便于對存在的問題進行調整，提高工藝設計效果。

2 、石油化工管道設計要點

2.1 塔和容器的管道設計

對于石油化工裝置中的容器、塔的管道設計，重點應注意其相關的介質形態及其工藝原理。例如，對其介質形態的分析、氣液兩相流的布置時，把調節閥安置在能夠接受介質的容器這一邊，這樣不僅能夠減少管道內部的壓力，還能有效地減少化工裝置使用過程中管道的振動。從工藝原理上看，在汽堤塔和分餾塔之間設置一組靠近汽堤塔的調節閥組，而回餾罐和分餾塔之間設置一個在回餾罐上部的調節閥，分餾塔內部的塔頂壓力采用無袋形且線路短的熱旁路來控制，以便于液柱在調節閥之前達到管道設計規范的標準。

2.2 閥門的管道布置

在石油化工裝置的工藝管道設計時，閥門管道的設計可以將自動感應、智能控制技術運用進去，采用采樣點(采樣必須要有代表性，即在管道敷設條件最惡劣、最復雜的線路段進行管道使用材料、鋪陳方案的選擇，然后以此為代表，進行小差別地鋪設其他線路)等方式，最后用蒸汽吹掃的方式進行管道清理。這樣不僅能夠在單個的分支管出現泄漏現象時及時關閉，還不影響蒸汽總管和其他分支管的正常運行。

2.3 泵的管道布置設計

選擇合適的泵管方案，降低因熱膨脹作用對泵嘴造成的應力及力矩的增肌。進一步降低泵出人口管道的距離，但要注意滿足管道的柔性要求。為了便于對泵進行檢查和維護，要在離心泵側面留下維修位置，在復泵的預留位置便于拆卸和檢修活塞和拉桿，而立式泵的維修位置則在泵體上部。如果泵吸存有變徑，借助頂平大小頭，降低避免泵嘴集氣的腐蝕影響，同時要設置3DN直管段在吸人口前，以降低其對泵中葉輪的損傷。為了降低泵嘴的應力及力矩大小，要根據實際情況在泵口處構建承重架和導向架。

2.4 冷換裝置管線設計

因冷換設備對工藝有特殊要求，所以在進行其相關的管線設計時要根據要求進行，充分考慮下述幾方面：作業環境、設備的維修養護、熱應力檢查和設備的實用性。在冷換裝置中冷水進口設置在下方，上方為出口，這樣就可以避免設備出現故障后，冷凝水被迅速排空。為了便于檢修設備，相鄰構建間要預留距離，通常是在冷換設備的管線、閥門法蘭及封頭蓋法蘭位置，其距離約為310～。為了滿足熱應力要求，要充分考慮管箱端部的設置。還要重視管道和管架設計，設計的好壞決定了管道使用性的高低，要盡可能的優化設計方案，避免問題的出現。

2.5 管道支架設計要點

1)管道支架位置設置要求。首先對于管道垂直位移來說，管道無垂直位移位置應當設置剛性支架。管道垂直位移較小時則考慮使用可變吊架或彈簧吊架，而垂直位移較大時使用恒力吊架。其次基于固定點的線性位移和角位移考慮，固定點外無線性位移和角位移應采用固定支架，當某一點有角位移無橫向位移時使用限位支架，而某一點有橫向位移無角位移時設置導向支架。2)保證管道支吊架數量合理性。一般來說，管道支吊架實際數量應重點參考管道應力分布狀態，這樣才能保證管道安全運行。基于管道一次應力以及撓度設計標準，支吊架數量應當增加可降低受力，但出于消除二次應力的目的則需減少支吊架數量。3)管道支吊架安裝位置設計注意事項：對于管道和裝置連接位置來說，管道兩端的支吊架應和設備管嘴保持合適距離，這樣可以有效降低支吊架的受力和彎矩；如果管道閥門或設備荷載出現集中情況時，支吊架應設置在荷載集中程度最高的位置；支吊架設置位置應盡可能遠離后期維護經常拆卸、維修以及清掃部位；對于垂直管段來說，其上部以及下部合適位置應設置承重支吊架，尤其對于垂直管段長度過長情況時，設計人員需考慮在垂直管段中間設置導向架。

總而言之，工業的發展帶動著我國經濟的發展，而工業的發展卻是和石油密切相關的，所以石油資源對我國經濟的影響還是十分巨大的。近幾年，我國對石油資源的需求越來越大，同時也對石油化工裝置工藝管道的設計與研究提出了更高的技術要求。因為石油化工裝置工藝管道的設計是否合理關乎到石油運輸的安全問題。

[1]雷霆.淺談石油化工裝置工藝管道設計[J].山東工業技術，2015，17：36-37.

[2]孫秀敏，張敏.石油化工裝置設計與安全[J].甘肅科技，2009，25 (3)：38-41.